[24].兩兩交換鏈表中的節點

 

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題目

給定一個鏈表，兩兩交換其中相鄰的節點，並返回交換後的鏈表。

你不能只是單純的改變節點內部的值，而是需要實際的進行節點交換。

示例:

給定 1->2->3->4, 你應該返回 2->1->4->3.

 

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函數原型

C 的函數原型：

struct ListNode* swapPairs(struct ListNode* head){

}

 

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邊界判斷

struct ListNode* swapPairs(struct ListNode* head){

}

 

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算法設計：哨兵

思路：好的結構設計，可以簡化算法。按照常規的刪除方法，釋放很多元素都適用，但交換第一個元素，需要特殊處理。更好的方法，是採用哨兵實現通用化。

這裏有 4 個指針，而後交換這 4 個指針就可以交換前後的元素。

交換步驟：

typedef struct ListNode Node;
struct ListNode* swapPairs(struct ListNode* head){
    // 創建哨兵
    Node* sentinel = malloc( sizeof(Node) );
    sentinel->next = head;  

    Node *p = sentinel;
    while( p->next && p->next->next ){  // 倆個結點都存在
        Node *node1 = p->next;
        Node *node2 = p->next->next;
        Node *next = node2->next;
        
        //swap(p, node1, node2);
        node2->next = node1;
        node1->next = next;
        p->next = node2;

        p = node1;
    }
    Node *ans = sentinel->next;
    free(sentinel), sentinel = NULL;

    return ans;
}

• 時間複雜度：$\Theta(n)$
• 空間複雜度：$\Theta(1)$

 

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算法設計：遞歸

struct ListNode* swapPairs(struct ListNode* head){
    struct ListNode* pTmpNode = NULL;

    if ( head == NULL || head->next == NULL ) {
        return head;
    } else {
        //2. 交換操作
        pTmpNode = head->next;
        head->next = pTmpNode->next;
        pTmpNode->next = head;
        head = pTmpNode;
    }
        //3. 遞歸函數
        head->next->next = swapPairs(head->next->next);
        return head;
}

• 時間複雜度：$\Theta(n)$
• 空間複雜度：$\Theta(n)$